一种定值三元混合标准气体的制作系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种定值三元混合标准气体的制作系统，包括定比例气体输送单元，混气单元和将所述中间气体在定温密封环境下进行体积和气体压力的标定以获得目标气体，并将目标气体在预设定的气体压力下动态输出的混合器，及制作方法，包括将组分气和载气按照预设比例进行初步混合，得到中间气体；将所述中间气体持续通入定温密闭环境并同时加热搅拌进行二次混合；在定温密闭环境内的气压达到预定压力值时，并在维持所述预定压力值的同时动态输出目标气体，不受温度和压力等条件影响，配制效率高，既可以用于标气的大量生产又可用于实验室少量标气的制作，气体混匀程度高，精确度高，可以随制随用动态输出，安全稳定，装置简易，操作简便。

A manufacture system and method of ternary mixed standard gas

【技术实现步骤摘要】
一种定值三元混合标准气体的制作系统及方法
本专利技术实施例涉及定值三元混合标准气体的制作
，具体涉及一种定值三元混合标准气体的制作系统及方法。
技术介绍
天然气水合物是一种潜力巨大的未来超级清洁能源，分布范围广，储量规模巨大，能量密度高，已经得到世界各界的广泛重视与关注，尤其中国2017年在南海神狐海域进行天然气水合物试开采获得巨大成功，举世瞩目。海水中烃类气体及其它气体的含量异常是天然气水合物存在的重要识别标志之一，对海水中气体含量异常的实时检测，可以为水合物资源详查、勘探提供线索和依据。海水中溶解气体为多元混合气体，深海海水及海水中气体含量的即时检测方法是当前海洋科学仪器研究的前沿课题，也是近几年来海洋
研究的热点和焦点，国家重点研发项目课题最新研制的近海底原位多参量地球化学综合传感系统可以实现在船舶走航的同时，高精度实时测量海水中多元气体含量，为我国天然气水合物矿体精细勘探和开发提供重要技术支撑。而保障该系统测量准确度的一个重要前提是能对该系统进行准确标定，能持续提供定值三元混合标准气体是高精度标定该系统的必要条件。本专利技术正是从此需求考虑，以质量守恒定律为主要原理依据，通过质量流量控制器控制和测量管道中载气和组分气体的质量流量，在混合仓中通过一系列混合装置使其充分混匀，最终得到动态输出的目标值多元混合标准气体。现有的气体配制方法主要包括称量法、分压法、体积法、渗透法以及静态容积法等，其中，称重法的生产效率比较低，分压法气体混匀程度不高，且充填气体时会产生热量，体积法的生产技术要求很高，精确度低，渗透管法只适合配制浓度低的标准气体，不易维持其量值长时间不变，而静态容积法只适合配制量少的标准气体。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种定值三元混合标准气体的制作系统及方法，解决了现有方法均不能满足痕量溶解多元混合气体标准溶液动态制作的需求的问题。为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：一种定值三元混合标准气体的制作系统，包括定比例气体输送单元，用于提供预设比例的组分气和载气；混气单元，对定比例气体输送单元供给的组分气和载气进行混合，后得到中间气体；混合器，将所述中间气体在定温密封环境下进行体积和气体压力的标定以获得目标气体，并将目标气体在预设定的气体压力下动态输出。作为本专利技术的一种优选方案，所述定比例输送单元包括多个用于组分气输送的第一分支管和一个用于载气输送的第二分支管，以及实现所述第一分支管，所述第二分支管、所述混气单元和所述混合器的近真空状态的真空系统。作为本专利技术的一种优选方案，所述第一分支管、所述第二分支管以及所述真空系统的管路上均安装有压力传感器和质量流量控制器。作为本专利技术的一种优选方案，所述混气单元包括连接所述真空系统和混合器的总分管道以及设置在总分管道上的涡扇混气机构，所述涡扇混气机构与所述定比例气体输送单元连接，并接收所述组分气和载气，所述总分管道延伸入混合器内部的末端设置有用于喷出组分气和载气的混合气体的通气盘管；位于混合气内部的总分管道上设置有螺旋管，位于螺旋管和涡扇混气机构之间的所述总分管道通过快速接头连接。作为本专利技术的一种优选方案，所述涡扇混气机构与第一分支管之间设有经过涡扇混气机构混合后的组分气的反馈回路。作为本专利技术的一种优选方案，所述涡扇混气机构内设置有用于监测上层腔室内气体压力的内压传感器，同时将内压传感器采集的涡扇混气机构内部压力的电信号作为反馈回路工作的驱动信号。作为本专利技术的一种优选方案，所述反馈回路包括沿第一分支管内气流流动方向接入的第三分支管，所述第三分支管上设置有比例阀，所述第三分支管与涡扇混气机构连接位置正对于第一分支管与涡扇混气机构连接的位置，且所述第三分支管与涡扇混气机构的连接处设置有单向阀。本专利技术提供了一种定值三元混合标准气体的制作方法，包括具体步骤：S100、将组分气和载气按照预设比例进行初步混合，得到中间气体；S200、将所述中间气体持续通入定温密闭环境并同时加热搅拌进行二次混合；S300、在定温密闭环境内的气压达到预定压力值时，得到目标气体，并在维持所述预定压力值的同时动态输出目标气体。作为本专利技术的一种优选方案，所述组分气具体为至少两种及以上的气体。作为本专利技术的一种优选方案，所述组分气和载气的预设比例依据是通过组分气初始浓度、组分气的流量、载气流量以及动态输出目标气体流量，获得组分气和载气的稀释比，进而通过导出计算，获得各组分气的流量和载气流量的预设比本专利技术的实施方式具有如下优点：本专利技术技术方案不受温度和压力等条件影响，配制效率高，既可以用于标气的大量生产又可用于实验室少量标气的制作，气体混匀程度高，精确度高，可以随制随用动态输出，安全稳定，装置简易，成本低廉，操作简便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施方式中制作系统的结构框图；图2为本专利技术实施方式中涡扇混气机构结构示意图；图3为本专利技术实施方式中混合腔体结构示意图；图4为本专利技术实施方式中定比例输送单元和混气单元连接结构示意图；图5为本专利技术实施方式中第三分支管结构示意图；图6为本专利技术实施方式中第一层板结构示意图；图7为本专利技术实施方式中快速接头结构示意图；图8为本专利技术实施方式中定值三元混合标准气体的制作方法框图。图中：1-第一分支管；2-第二分支管；3-真空系统；4-压力传感器；5-质量流量控制器；6-总分管道；7-涡扇混气机构；8-通气盘管；9-螺旋管；10-快速接头；11-反馈回路；12-内压传感器；13-第三分支管；14-比例阀门；15-单向阀；16-混合仓体；17-多孔板组；18-活动阀门；19-放水口；20-气体出口；21-泄压阀；22-磁力加热搅拌机构；23-搅拌子；24-保温水夹套；101-双向管体；102-螺纹段；103-螺纹套管；104-变径层套管；105-等径管；106-凸起；107-环形凹槽；108-内嵌环槽；109-环形销舌；110-内密封圈；171-第一层板；172-第二层板；173-贯穿孔；174-导流芯；701-上层腔室；702-下层腔室；703-涡扇。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定值三元混合标准气体的制作系统，包括：/n定比例气体输送单元，用于提供预设比例的组分气和载气；/n混气单元，对定比例气体输送单元供给的组分气和载气进行混合，后得到中间气体；/n混合器，将所述中间气体在定温密封环境下进行体积和气体压力的标定以获得目标气体，并将目标气体在预设定的气体压力下动态输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种定值三元混合标准气体的制作系统，包括：
定比例气体输送单元，用于提供预设比例的组分气和载气；
混气单元，对定比例气体输送单元供给的组分气和载气进行混合，后得到中间气体；
混合器，将所述中间气体在定温密封环境下进行体积和气体压力的标定以获得目标气体，并将目标气体在预设定的气体压力下动态输出。


2.根据权利要求1所述的一种定值三元混合标准气体的制作系统，其特征在于，所述定比例输送单元包括多个用于组分气输送的第一分支管(1)和一个用于载气输送的第二分支管(2)，以及实现所述第一分支管(1)，所述第二分支管(2)、所述混气单元和所述混合器的近真空状态的真空系统(3)。


3.根据权利要求2所述的一种定值三元混合标准气体的制作系统，其特征在于，所述第一分支管(1)、所述第二分支管(2)以及所述真空系统(3)的管路上均安装有压力传感器(4)和质量流量控制器(5)。


4.根据权利要求2所述的一种定值三元混合标准气体的制作系统，其特征在于，所述混气单元包括连接所述真空系统(3)和混合器的总分管道(6)以及设置在总分管道(6)上的涡扇混气机构(7)，所述涡扇混气机构(7)与所述定比例气体输送单元连接，并接收所述组分气和载气，所述总分管道(6)延伸入混合器内部的末端设置有用于喷出组分气和载气的混合气体的通气盘管(8)；
位于混合气内部的总分管道(6)上设置有螺旋管(9)，位于螺旋管(9)和涡扇混气机构(7)之间的所述总分管道(6)通过快速接头(10)连接。


5.根据权利要求4所述的一种定值三元混合标准气体的制作系统，其特征在于，所述涡扇混气机构(7)与第一分支管(1)之间设有经过涡...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广虎，邓丽婷，
申请(专利权)人：防灾科技学院，北京防灾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13